專利名稱：用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種將點火線圈或其他發(fā)動機附件固定于其上的內(nèi)燃機的蓋子。
背景技術(shù)：
火花點火式發(fā)動機每個氣缸通常具有一個火花塞/點火線圈?；鸹ㄈǔＭㄟ^凸 輪蓋中的孔被旋入到氣缸蓋中。點火線圈被裝配在遠離燃燒室延伸的火花塞的頂上。點火 線圈具有限定孔的凸臺，螺紋緊固件通過該孔與凸輪蓋接合以使線圈固定在適當?shù)奈恢谩?在某些情況下，緊固件可被插入到凸輪蓋申的螺紋孔中。螺紋緊固件和螺紋塞較為昂貴，并 且需要為發(fā)動機的每個氣缸增加額外的部件。第6，609，508B2號美國專利公開了一種用于將點火線圈組件附著到凸輪蓋的U形 固定夾。該設(shè)計避免了對螺紋緊固件的需要。然而，該設(shè)計需要對現(xiàn)有的凸輪蓋進行修改， 并需要點火線圈與所述U形固定夾接合，這需要改變線圈的設(shè)計。此外，沒有公開(例如) 在維修操作期間塑料元件中的一個塑料元件發(fā)生故障的情況下的維修程序。通過如下概括的本實用新型來解決上述缺陷和缺點。
實用新型內(nèi)容在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用螺紋緊固件來固定點火線圈。為了避免對螺紋緊固件及 額外部件的需要，降低維護成本，本實用新型提供一種將點火線圈或其他發(fā)動機附件固定 于其上的內(nèi)燃機的蓋子。一種用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，所述氣缸蓋具有至少一個火花塞以及裝配到 火花塞并沿公共軸線對齊的點火線圈，該點火線圈具有沿其徑向向外延伸的凸臺，所述凸 臺限定固定孔，其特征在于所述凸輪蓋包括蓋體，限定至少一個安裝孔，通過所述至少一 個安裝孔為每個火花塞提供通道；至少一個凸耳，自每個安裝孔以預(yù)定的徑向距離從所述 凸輪蓋向外突出，所述凸耳具有緊鄰所述凸耳的頭端的接合部分，所述凸臺與所述凸耳的 接合部分接合，以使所述點火線圈與所述凸耳的接合部分以卡扣連接關(guān)系固定。所述凸輪蓋具有兩個凸耳，所述固定孔的中心線和所述點火線圈的中心線之間的 距離基本上與所述安裝孔的中心線和所述兩個凸耳的中心之間的距離相同。所述凸輪蓋還限定凹槽，該凹槽延伸到所述凸輪蓋中，所述凹槽的中心線與所述 兩個凸耳的中心對齊。所述凹槽用于容納自攻螺釘。當至少一個凸耳被損壞時，所述自攻螺釘被安裝到所述凹槽中。所述至少一個凸耳的橫截面沿其長度方向變化。所述橫截面在所述凸耳的主體端處沿預(yù)定距離基本相同，所述接合部分的橫截面 在朝著所述凸輪蓋向內(nèi)移動的方向上增加。所述預(yù)定距離至少與所述凸臺的高度一樣長。所述凸耳還包括頭端部分，該頭端部分具有不變的橫截面。3[0015]一種用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述凸輪蓋包括兩個凸耳，從所 述凸輪蓋向外突出，所述兩個凸耳具有接合部分和主體部分；附件，具有限定固定孔的凸臺。用于內(nèi)燃機的氣缸蓋的凸輪蓋限定用于將火花塞安裝在所述氣缸蓋中的安裝孔。 兩個凸耳在靠近所述安裝孔的位置從所述凸輪蓋向外延伸。從點火線圈延伸出來的凸臺容 納所述兩個凸耳，以將所述點火線圈以卡扣連接(snap-fit)關(guān)系固定在所述火花塞上。公開了一種用于替換安裝在氣缸蓋的凸輪蓋上的線圈的方法，在該方法中，從所 述凸輪蓋突出的凸耳被擠壓在一起，以通過在所述凸耳上滑動所述線圈凸臺的固定孔而便 于移出所述線圈。通過下列步驟來安裝替換線圈將所述替換線圈凸臺的固定孔放置在所 述凸耳之上，將所述替換線圈放置在被安裝到所述氣缸蓋中的火花塞之上并向下按壓所述 替換線圈，從而將所述凸耳擠壓在一起以允許所述替換線圈與所述火花塞結(jié)合。在凸耳被損壞的情況下，通過下列步驟來安裝所述替換線圈將所述替換線圈的 固定孔放置在所述凸輪蓋的表面之上，在被安裝到所述氣缸蓋中的火花塞之上按壓所述替 換線圈，穿過所述替換線圈凸臺的固定孔旋入自攻螺釘，將所述自攻螺釘擰入到形成在所 述凸輪蓋中的凹槽中。上述更多的討論針對涉及固定到凸輪蓋的火花塞線圈的申請。然而，本實用新型 可適用于其他發(fā)動機附件。例如，安裝在凸輪蓋或任何發(fā)動機蓋之內(nèi)的已知的傳感器和致 動器。安裝孔被設(shè)置在凸輪蓋中，導線通過凸輪蓋(或通過任何蓋子)到達封閉在凸輪蓋和 氣缸蓋之間的傳感器或致動器。非限制性的示例列舉包括對于凸輪蓋的凸輪軸位置傳感 器、可變氣門正時致動器和氣門升程致動器。對于其他蓋子，非窮盡的列舉可包括溫度傳 感器、壓力傳感器、濕度傳感器、霍耳效應(yīng)傳感器、位置傳感器和磁傳感器以及壓電致動器、 液壓致動器和電磁致動器。根據(jù)本公開的實施例，使用來自現(xiàn)有技術(shù)的沒有任何修改的標準點火線圈。通過 使用標準點火線圈，促進與發(fā)動機和車輛線路相關(guān)的部件的標準化。在一些現(xiàn)有技術(shù)的申 請中，黃銅嵌入件被設(shè)置在所述凸輪蓋中以與線圈中的安裝孔中的圓柱形鋁嵌入件以及螺 紋緊固件緊密配合。本實用新型使使用本實施例的每個發(fā)動機附件以及每個點火線圈避免 了對黃銅嵌入件、螺紋緊固件和鋁嵌入件的需要。通過考慮根據(jù)附圖進行詳細的描述，本實用新型的上述和其他優(yōu)點對于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員將會變得清楚。
圖1是具有通過其安裝有多個線圈的凸輪蓋的氣缸蓋的局部透視圖；圖2是示出安裝有線圈的凸輪蓋的局部俯視圖；圖3是凸輪蓋和未安裝的線圈的局部主視圖；圖4是凸輪蓋和已安裝的線圈的局部主視圖；圖5是示出包括維修部件的另一實施例的凸輪蓋和已安裝的線圈的主視圖；圖6是根據(jù)另一實施例的處于未受擠壓構(gòu)造中的凸耳的俯視圖；圖7是根據(jù)另一實施例的處于受擠壓構(gòu)造中的凸耳的俯視圖；圖8是蓋子和未安裝的接合器的局部主視圖；[0030]圖9是示出示例性驅(qū)動特征的接合器的俯視圖；圖10是蓋子和具有結(jié)合到接合器的驅(qū)動特征的工具的接合器的剖視圖；圖11是安裝有接合器的蓋子的局部主視圖；圖12是具有已安裝的接合器和與接合器的凸耳結(jié)合的附件的蓋子的局部主視 圖；圖13是蓋子和未安裝的接合器的局部主視圖。
具體實施方式
取決于發(fā)動機是否被構(gòu)造為1-4、1-6、V-6或V_8型發(fā)動機，內(nèi)燃機可具有一個 或兩個氣缸蓋，所述一個或兩個氣缸蓋形成三個到六個氣缸的燃燒室的上部。通過氣缸 蓋中的配氣機構(gòu)(valvetrain mechanism)使允許新鮮空氣進入燃燒室的進氣閥以及允 許廢氣排出燃燒室的排氣閥致動。蓋子從外部包圍并密封配氣機構(gòu)。對于整體式凸輪軸 (cam-in-block)或具有頂置凸輪軸的發(fā)動機，蓋子一般被稱為閥蓋。這里使用的術(shù)語“凸 輪蓋”適用于通常所稱的閥蓋、搖臂蓋或凸輪蓋。參照圖1，凸輪蓋1通過緊固件3被安裝在氣缸蓋2上。點火線圈4通過在凸輪蓋 1中限定的安裝孔從凸輪蓋1中突出來。點火線圈4與安裝在氣缸蓋2中的火花塞(不可 見)結(jié)合。點火線圈4具有連接器5，連接器5被設(shè)置用于電連接到點火線圈4。點火線圈 4還具有從點火線圈4向外延伸的凸臺6，凸臺6具有被限定在凸臺6中用于將點火線圈4 固定到凸輪蓋1的固定孔7。凸輪蓋1密封氣缸蓋2的非燃燒側(cè)8，使氣缸蓋2和凸輪蓋1 之間的空間內(nèi)的搖臂和其他運動部件保持潤滑。參照圖2，示出根據(jù)本公開的一個實施例的安裝有線圈12的凸輪蓋10。線圈12 具有連接器插座14，可將接線器連接到連接器插座14。線圈12具有限定固定孔18的凸臺 16。凸耳20通過固定孔18從凸輪蓋10向外延伸以固定線圈12。參照圖3，線圈12與凸輪蓋10對齊但并未安裝在凸輪蓋10上。凸輪蓋10限定 安裝孔22，通過安裝孔22安裝火花塞24。線圈12安裝在火花塞M之上同時固定孔18安 裝在凸耳20之上。線圈12和固定孔18的中心線之間的距離與安裝孔22的中心線和凸耳 20的中心之間的距離相同。在被正確地對齊之后，線圈12與火花塞M接合，同時固定孔18與凸耳20接合。 當固定孔18最初接觸到凸耳20時，固定孔18在凸耳20的頭端部分25上滑動。隨著凸臺 16的固定孔18進一步下降，固定孔18與凸耳20的接合部分沈的斜坡接合，并且在不移動 凸耳20的情況下，固定孔18不會進一步下降。通過在凸臺16上施加力，凸耳20朝著彼此 彎曲以使其通過固定孔18安裝。當凸臺16的固定孔18穿過凸耳20的接合部分沈時， 凸耳20回到它們初始的無變形的豎直位置，此時固定孔18與凸耳20的主體部分27接合。 凹槽28將凸臺16和線圈12固定在凸輪蓋10上的適當位置。繼續(xù)參照圖3，凸耳20沿著頭端部分25的長度方向具有不變的橫截面。沿著長度 方向繼續(xù)向下，橫截面沿著接合部分26增加，在一個實施例中，橫截面沿著朝著凸輪蓋10 的方向遞增。如圖4所示，接合部分沈看起來沿著長度方向在寬度方向上線性地增加，即， 形成斜坡。這是非限制性的示例。在一個實施例中，接合部分沈具有便于使用工具抓取凸 耳的特征，從而可將凸耳擠壓在一起用于拆卸線圈或其他發(fā)動機附件。在具有接合部分沈5上的這種抓取特征的實施例中，可省略頭端部分25。接合部分沈可以為任何形狀，S卩，這種 形狀允許在凸耳20上引導固定孔18，然后在固定孔18穿過接合部分之后迅速彈回，從而 將線圈或其他附件固定在適當?shù)奈恢?。主體部分27具有不變的橫截面，并且其外徑尺寸與 固定孔18的內(nèi)徑尺寸大致相同或略小于固定孔18的內(nèi)徑尺寸。主體部分27的長度(如 圖3中L所示)至少與凸臺16的高度(如圖3中H所示)一樣長，從而接合部分沈穿過 凸臺16并迅速彈回到它們的初始的豎直形狀以將凸臺16固定在適當?shù)奈恢谩Ｔ趫D4中，示出了已安裝的線圈。根據(jù)本實用新型的實施例，移出線圈12或火花 塞M需要將凸臺16從凸耳20中移出。當為了移出而拔出線圈12時，可使用鉗子四將凸 耳20推壓在一起。在移出線圈12之后，可取出火花塞M。當移出線圈12時，會損壞或破 壞凸耳20。如果發(fā)現(xiàn)凸耳不足以固定線圈12，則可使用如圖5所示的維修固定(service fix)，所述維修固定包括自攻螺釘30。至少去除凸耳20的頭端部分25和接合部分沈來容 納自攻螺釘30。在圖3和圖4中可以看到設(shè)置在凸輪蓋10中用于容納自攻螺釘30的凹槽 28。在某些具體的示例中，凹槽觀為空腔。凹槽觀位于凸耳20之間并延伸到凸輪蓋10 中，并且凹槽觀的中心線與兩個凸耳20的中心對齊。當至少一個凸耳20被損壞時，自攻 螺釘30被安裝到凹槽觀中。圖6和圖7中示出了凸耳50的另一實施例的俯視圖。在圖6中，凸耳50處于未 受擠壓的狀態(tài)，其中，兩個凸耳50之間存在間隙X。頭端部分56的直徑等于或略小于凸耳 50與其接合的固定孔58的直徑D。凸耳50也具有接合部分M，如圖6所示，接合部分M 具有從一個凸耳的邊緣到另一個凸耳的邊緣的最寬的尺寸W。在圖7中，示出凸耳被擠壓在 一起。在這種構(gòu)造中，接合部分M的外邊緣的寬度等于或小于D，從而接合部分M可被 放置在直徑為D的固定孔58之上。當凸耳50被擠壓在一起時，兩個頭端部分56的寬度為 (D-X)。在圖3中，線圈12與火花塞對接合，并且凸臺16的固定孔18與凸耳20結(jié)合。根據(jù) 本公開的其他實施例，其他附件可與類似于凸耳20的在凸輪蓋或任何發(fā)動機蓋上的不同 位置提供的凸耳結(jié)合。發(fā)動機附件可以為下列中的一個凸輪軸位置傳感器、可變氣門正時 IfczH (variable valve timing actuator)禾口^(^15^^5 ] ! (valve lift actuator)。 在這種情況下，為附件的操作端提供安裝孔以在凸輪蓋的內(nèi)部獲得通道。其中凸耳與蓋子為一體的本公開的實施例在以新的方式設(shè)計或重新設(shè)計用于蓋 子的模具的情形下適用。然而，在生產(chǎn)過程中，重新設(shè)計模具以使凸耳一體化可能是極其昂 貴的。因此，根據(jù)圖8中示出的另一實施例，具有用于為附件提供通道的安裝孔42及具有 圓柱形空腔44的蓋子40與接合器46結(jié)合。蓋子40可以是現(xiàn)有技術(shù)的蓋子，其中，圓柱形 空腔44可與黃銅嵌入件配合，從而傳統(tǒng)的螺栓可被用于固定附件。根據(jù)本實用新型，接合 器46具有連接部分48，連接部分48的直徑大致等于圓柱形空腔44的直徑。接合器46具 有凸耳50，凸耳50包括主體部分52、接合部分M和頭端部分56。驅(qū)動特征60被限定在連 接部分48的頂部中。在圖8的實施例中，驅(qū)動特征為平頭鍵?？蛇x地，可鍵入驅(qū)動特征60 以允許驅(qū)動特征60與其他已知的驅(qū)動器(例如，內(nèi)六角、梅花、十字)緊密配合。圖9中示出接合器46的俯視圖，在圖9中可觀察到頭端部分56和接合部分54。 連接部分48具有限定在最靠近凸耳50的端部中的凹槽(或鍵)60。在圖10中，接合器46 滑動到蓋子40的圓柱形空腔中，工具61被插入到凹槽60中。施加到工具61的扭矩通過凹槽60傳遞以使接合器46旋轉(zhuǎn)。通過相對于蓋子40旋轉(zhuǎn)接合器46，摩擦力導致摩擦面變 熱并熔化。當冷卻時，接合器46與蓋子40結(jié)合。這個過程通常被稱為旋轉(zhuǎn)熔接。圖11中 示出了結(jié)合的接合器46和蓋子40。圖11中還示出了主體部分52從蓋子40向外延伸的長度為L。附件64在固定孔 63附近至少具有高度H。通過在接合器46上滑動固定孔63，接合器46的接合部分M將附 件64固定在適當?shù)奈恢谩，F(xiàn)在參照圖12，示出附件64被安裝在蓋子40上。附件具有傳 感器65，傳感器65穿過安裝孔42 (在圖12中未示出，這是因為安裝孔42被傳感器65填 充)到達蓋子40的內(nèi)部。傳感器65可以是任何已知類型的傳感器?？蛇x地，元件65為致 動器。為了密封在蓋子40中的安裝孔處的附件，可在凹槽67中設(shè)置0型環(huán)66?？蛇x地，可 設(shè)置任何其他已知類型的密封構(gòu)造。接合器46的凸耳與附件64的卡扣連接關(guān)系提供足夠 的向下的力而使0型環(huán)或其他密封件發(fā)生變形。圖13中示出了接合器68的另一實施例。連接部分70包括螺紋。蓋子40的圓柱 形空腔44的直徑為D。在連接部分上的螺紋具有大于D的螺紋大徑M和小于D的螺紋小徑 m。接合器68具有凸耳72，凸耳72包括主體部分74、接合部分76和頭端部分78。連接部 分70具有驅(qū)動特征80，驅(qū)動特征80形成在最靠近凸耳72的端部中。驅(qū)動特征80可以是 任何鍵的形式，例如，平頭、梅花、內(nèi)六角、十字等，而圖13中所示為平頭鍵。在連接部分70 上的螺紋為自攻螺紋。通過盡可能地將接合器68插入到圓柱形空腔44中；將工具(例如 圖10的工具61)放置到驅(qū)動特征80中；借助這種工具旋轉(zhuǎn)接合器68，而使自攻螺紋與圓柱 形空腔44周圍的表面接合。將接合器68擰入到圓柱形空腔44中直至螺紋被完全接合。在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，除了對本實用新型的實施例進行的 特定地說明和描述之外，可實施本實用新型的實施例。例如，盡管已經(jīng)描述了用于安裝點火 線圈的本實用新型，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本實用新型的范圍之內(nèi)，本實用新 型可被用于連接各種類型的組件。
權(quán)利要求1.一種用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，所述氣缸蓋具有至少一個火花塞以及裝配到火 花塞并沿公共軸線對齊的點火線圈，該點火線圈具有沿其徑向向外延伸的凸臺，所述凸臺 限定固定孔，其特征在于所述凸輪蓋包括蓋體，限定至少一個安裝孔，通過所述至少一個安裝孔為每個火花塞提供通道；至少一個凸耳，自每個安裝孔以預(yù)定的徑向距離從所述凸輪蓋向外突出，所述凸耳具 有緊鄰所述凸耳的頭端的接合部分，所述凸臺與所述凸耳的接合部分接合，以使所述點火 線圈與所述凸耳的接合部分以卡扣連接關(guān)系固定。
2.如權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述凸輪蓋具有 兩個凸耳，所述固定孔的中心線和所述點火線圈的中心線之間的距離基本上與所述安裝孔 的中心線和所述兩個凸耳的中心之間的距離相同。
3.如權(quán)利要求2所述的用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述凸輪蓋還限 定凹槽，該凹槽延伸到所述凸輪蓋中，所述凹槽的中心線與所述兩個凸耳的中心對齊。
4.如權(quán)利要求3所述的用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述凹槽用于容 納自攻螺釘。
5.如權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于當至少一個凸耳 被損壞時，所述自攻螺釘被安裝到所述凹槽中。
6.如權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述至少一個凸 耳的橫截面沿其長度方向變化。
7.如權(quán)利要求6所述的用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述橫截面在所 述凸耳的主體端處沿預(yù)定距離基本相同，所述接合部分的橫截面在朝著所述凸輪蓋向內(nèi)移 動的方向上增加。
8.如權(quán)利要求7所述的用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述預(yù)定距離至 少與所述凸臺的高度一樣長。
9.如權(quán)利要求7所述的用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述凸耳還包括 頭端部分，該頭端部分具有不變的橫截面。
10.一種用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，其特征在于所述凸輪蓋包括兩個凸耳，從所述凸輪蓋向外突出，所述兩個凸耳具有接合部分和主體部分；附件，具有限定固定孔的凸臺。
專利摘要公開了一種用于發(fā)動機的氣缸蓋的凸輪蓋，該凸輪蓋具有安裝孔，在所述凸輪蓋中以允許將火花塞安裝到所述氣缸蓋中；兩個凸耳，從所述凸輪蓋豎直地突出，用于固定從點火線圈延伸出來的凸臺。所述點火線圈具有用于安裝在所述火花塞之上的部分以及穿過所述凸臺的固定孔。所述凸輪蓋還具有凹槽，該凹槽位于所述凸耳之間并延伸到所述凸輪蓋中，在凸耳發(fā)生故障的情況下，所述凹槽用于容納自攻螺釘。所述凸耳具有沿其長度變化的橫截面，從而當所述固定孔穿過所述凸耳的一邊的斜坡時，通過將所述凸耳擠壓在一起而使所述凸耳允許所述固定孔在其上滑動，然后將所述固定孔固定在適當?shù)奈恢谩?br> 文檔編號F02F1/24GK201826966SQ20102024471
公開日2011年5月11日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者弗蘭克·艾西諾·瓦倫西亞, 托馬斯·愛德華·史密斯 申請人:福特全球技術(shù)公司